PCI Express för folket – vi testar Samsungs vrålsnabba mini-SSD 950 Pro

Ny teknik för bättre prestanda

PCI Express 3.0 ger betydligt högre bandbredd

Med 950 Pro så har man hoppat över både SATA och AHCI till förmån för PCI-Express 3.0 och NVMe. PCI-Express är samma buss som används till nästan all kommunikation i en modern PC. Det används också för att ansluta komponenter såsom grafikkort, ljudkort och liknande. Fördelen med PCIe är att man kan använda flera banor för att öka bandbredden om det behövs. Grafikkort använder exempelvis maximala 16 banor. Med 950 Pro så används fyra stycken banor men det räcker långt även det. Teoretiskt-sett så kan fyra stycken PCI express 3.0 banor hantera över fyra gigabyte per sekund. SSD-enheter som använder PCI-Express är fortfarande ovanliga, men det kommer fler och fler. Vi har tidigare exempelvis testat Plextor M6E, Kingston Predator och Intel 750 och alla dessa har varit betydligt snabbare än sina SATA-baserade föregångare.

NVMe kommer med både för och nackdelar

Något som är ännu mer ovanligt är enheter som använder NVMe. I dagsläget så har vi bara testat en enhet till som använder NVMe, och det är vår nuvarande testvinnare Intel 750. NVMe som står för Non-volatile memory Express är en ny standard som är designad för att ersätta AHCI som tidigare används för överföring mellan SSD och övriga systemet. Vi har tidigare gått igenom i mer detalj vad NVMe är för något, så läs gärna mer om det i vårt test av Intel 750. I korthet så kan man säga att NVMe är ett nytt protokoll som designats för dagens och morgondagens SSD-enheter med PCI Express. Fördelen är betydligt lägre overhead på varje överföring, vilket borde resultera i betydligt bättre slumpmässig prestanda. Nackdelarna är att man måste ha ett BIOS/UEFI som har stöd för NVMe-enheter om man ska kunna starta ett operativsystem från den. Det är av just den anledningen som många tillverkare valt att fortsätta använda AHCI istället för NVMe, exempelvis Kingston och Plextor. Windows 8.1 och Windows 10 har en standarddrivrutin för NVMe men dessa sägs inte helt följa senaste versionen av NVMe standarden. Samsung kommer därför tillhandahålla en egen drivrutin (det är den vi testar med). Samsungs drivrutin har idag stöd för Windows 7, 8, 8.1 och 10. Stöd för Linux ska vara på gång, men finns inte i dagsläget. Det går givetvis bra att använda de NVMe drivrutiner som redan finns för Linux.

Inte Samsungs första PCI-Express enhet med NVMe

Trots att 950 Pro har betydligt bättre möjligheter till hög prestanda än vad 850 Pro hade, så är det inte särskilt många komponenter i 950 Pro som är nya. En enhet som är väldigt lik har funnits på marknaden i nästan ett halvår. Den enheten heter Samsung SM951 och använder sig av precis samma kontroller som 950 Pro gör. Det gör att båda använder PCI-Express 3.0 och NVMe och kommer i det nya M.2 2280-formatet. SM951 finns även som AHCI version, men då med något sämre prestanda. SM951 är en enhet som Samsung inte släppte till detaljhandeln, utan den såldes endast till OEM tillverkare. Den har bland annat gått att hitta i Lenovos X1 Carbon men också i vissa NUC-enheter från Intel. Detta gjorde det väldigt svårt att få tag i en, men vissa butiker lyckades ändå köpa in dem och sälja dem direkt till konsumenter i små volymer. Ett problem med detta var att de hade ingen officiell support från Samsung och inte heller någon garanti. Det var därför inte alltid så enkelt att få enheten att boota, även med nyare moderkort. Anledningen till att Samsung inte sålde SM951, som 950 Pro tidigare, beror på att Samsung kände att NVMe stödet helt enkelt inte fanns. Men nu, med Intels Skylake-processorer och tillhörande chipset, så anser man att marknaden är redo för NVMe.

SM951 i ny förpackning

Samsung 950 Pro är alltså en SM951 i ny förpackning. Båda enheterna har samma kretskort och samma kontroller. Men det är fortfarande några ordentliga skillnader mellan dem. Den största är att 950 Pro använder Samsungs V-NAND istället för de 16 nanometers platta minneskretsar som SM951 hade. V-NAND introducerades med 850 Pro och innebär att minneskretsarna staplas på höjden, vilket gör att man kan använda större minnesceller vilket i sin tur ökar prestanda, livslängd och energieffektivitet. Om du vill läsa mer om V-NAND så läs gärna vår artikel om 850 Pro. Tyvärr så använder 950 Pro inte den senaste generationens V-NAND i första läget, för att den nya generationen är inte riktigt redo för kommersiell utrullning ännu. Men i början av nästa år så kommer man troligtvis att ersätta dagens V-NAND med den tredje generationen. I nuläget får vi klara oss med den andra generationens V-NAND som har 32 lager med celler och varje NAND-enhet är på 128 gigbit. Övergången till V-NAND gör också att 950 Pro har bättre prestanda än vad SM951 har.

Förutom minneskretsarna så har Samsung förstås gjort förbättringar i enhetens firmware. Man har exempelvis förbättrat algoritmerna för när enheten throttlar på grund av värme. Detta är något som ska bli mycket intressant att testa då SM951 i vissa lägen kunde få problem med just värme. Precis som Samsungs tidigare enheter så finns även stöd för TCG Opal och IEEE1667 (för hårdvaruaccelererad bitlocker). Dock så finns inte det stödet från start, men Samsung lovar att det kommer snart med en firmware-uppdatering. Samsung 950 Pro har också stöd för Samsungs Magician programvara, vilket inte SM951 hade.

Samsung UBX

Kontrollerkretsen som styr både SM951 och 950 Pro kallar Samsung för UBX. Som vanligt så är det ganska ont om uppgifter om kontrollerns inNANDöme men det vi vet är att UBX bygger på tidigare kontrollerkretsar som MDX och MEX. Precis som tidigare så använder man sig av tre stycken ARM-processorer: en hanterar kontakten med övriga systemet och de två andra hanterar kontakten med minneskretsarna. Nyheterna i UBX är givetvis stödet för PCI-Express och NVMe. Kontrollern har även stöd för AHCI, men det stödet används ej i 950 Pro. Den har också fått en ordentlig klockfrekvensökning till 500 megahertz. Man kan se en enklare sammanställning av kontrollerkretsarna här nedan.

M.2 finns i flera olika former, och du måste ha rätt sort

Innan vi går in i detalj på 950 Pro så vill vi först diskutera formatet som enheten använder. Vi vet redan att den använder sig av PCI-Express 3.0, men det kan användas av flera olika fysiska kontakter. Ett exempel är vanliga PCIe-kort (som också används av grafikkort, ljudkort osv) och ett annat är SATA-Express. Men för moderna SSD-enheter så är M.2 den vanligaste standarden efter det klassiska 2,5-tumsformatet. 950 Pro använder sig därför av just M.2-formatet. Rent fysiskt så har M.2 många likheter med mSATA; till exempel används inga sladdar, utan enheten monteras direkt i en kortplats, ungefär som ett RAM-minne. Detta gör formfaktorn väldigt liten och därför väldigt bra anpassad för tunna bärbara datorer. Standarden har även fått bra genomslag bland stationära datorer och nästan alla moderkort som säljs idag har åtminstone en M.2-plats.

M.2-kontakten har stöd för både PCI-Express och SATA, men det finns inga regler för vilka som faktiskt måste vara inkopplade. Det betyder att en M.2-plats kan ha stöd för endast PCIe-enheter, medan andra kan ha stöd för bara SATA-enheter och vissa kan ha stöd för båda. Vissa kan också använda färre PCIe-banor eller använda PCIe generation 2. Som om inte det var nog så finns M.2-enheter i olika fysiska storlekar. I de flesta stationära system så stöds de vanligaste storlekarna. Men bland bärbara så kan det vara så illa att endast vissa storlekar kan användas på grund av att det är ont om plats. Så innan du köper en M.2-SSD som 950 Pro, var noga med att kontrollera att du har en M.2-plats som har stöd för PCI-Express 3.0 och 4 banor samt att den har stöd för storleken som du vill ha.